三、國(guó)外燈泡貫流式水輪機(jī)組應(yīng)用現(xiàn)狀

為了克服全貫流式機(jī)組密封技術(shù)困難的問題，愛舍維斯公司于1933年提出了將發(fā)電機(jī)密閉于一個(gè)容器中，且前置于水輪機(jī)前流道的全新設(shè)計(jì)方案，并于當(dāng)年正式獲得專利。首臺(tái)機(jī)組于l936年安裝在波蘭的諾斯汀（Rostin）電站并成功投產(chǎn)。該機(jī)組容量為195kW，轉(zhuǎn)輪直徑為1.95m，水頭3.7m。因其發(fā)電機(jī)外形類似于白熾燈泡的形狀而被稱為燈泡貫流式機(jī)組。由于其結(jié)構(gòu)和技術(shù)性能等許多方面均優(yōu)于全貫流式機(jī)組，20世紀(jì)50～60年代，因西方能源危機(jī)轉(zhuǎn)而進(jìn)入重視開發(fā)低水頭電站的時(shí)期，這類機(jī)組便顯示了強(qiáng)大的生命力。

1966年，由法國(guó)奈爾皮克公司制造的轉(zhuǎn)輪直徑6.25m、單機(jī)容量20MW的四臺(tái)機(jī)組，安裝于法國(guó)羅納河的皮埃爾一貝尼特電站，標(biāo)志著燈泡貫流式機(jī)組技術(shù)已經(jīng)成熟；隨后的20年,相繼誕生了著名于世的至今還保持轉(zhuǎn)輪直徑最大7.7m、單機(jī)容量24.6MW的美國(guó)雷辛電站機(jī)組（1977年），轉(zhuǎn)輪直徑7.4m、單機(jī)容量54MW的美國(guó)石島電站機(jī)組（1977年），轉(zhuǎn)輪直徑6.7m、至今還保持單機(jī)容量最大65.8MW的日本只見電站機(jī)組（1989年）。目前全世界投產(chǎn)的燈泡貫流式機(jī)組已有幾千臺(tái)套，總?cè)萘恳殉^6000MW。已運(yùn)行電站裝機(jī)容量最大的為美國(guó)石島電站，共八臺(tái)機(jī)組，總裝機(jī)為432MW，單機(jī)出力54MW，轉(zhuǎn)輪直徑7.4m，水頭12.1m。單機(jī)容量最大的為日本只見電站，達(dá)65MW，直徑6.7m，最大水頭20m。轉(zhuǎn)輪直徑最大的為美國(guó)悉尼墨累電站，達(dá)8.2m。

此外，奧地利境內(nèi)多瑙河的梯級(jí)開發(fā)燈泡貫流式水電站建設(shè)水平和規(guī)模也是最具代表性的。該河段規(guī)劃梯級(jí)電站1 2座，總裝機(jī)容量為2570MW，年發(fā)電量154.78億kwh，設(shè)計(jì)水頭在8～16m之間。由于多瑙河在歐洲航運(yùn)的重要地位，水電站建設(shè)過程中應(yīng)避免對(duì)多瑙河航運(yùn)的干擾，為此改段的梯級(jí)均采用了燈泡貫流式機(jī)組，從而顯著地減少了廠房尺寸，取得了顯著的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。法國(guó)的羅納河梯級(jí)開發(fā)是由一系列低水頭電站共21個(gè)電站組成，總落差為330m，總裝機(jī)容量3075MW，年發(fā)電量160.00億kwh，其在各梯級(jí)電站均設(shè)計(jì)和安裝了適合平原河流使用、過流量大的大型燈泡機(jī)組，對(duì)羅納河的綜合開發(fā)等方面，起了決定性作用。德國(guó)的萊茵河上，在修建通航運(yùn)河的同時(shí)，也修建了一系列的燈泡貫流式水電站。

四、國(guó)內(nèi)大型燈泡貫流式機(jī)組的發(fā)展前景和趨勢(shì)

我國(guó)的水電資源居世界第一，低水頭徑流式水電站的裝機(jī)容量約占水電裝機(jī)容量的16%，隨著中、高水頭水電站的不斷開發(fā)，轉(zhuǎn)到了對(duì)低水頭徑流式水電站的開發(fā)。20世紀(jì)90年代后期，對(duì)燈泡貫流式電站的開發(fā)進(jìn)入了一個(gè)開發(fā)高潮，對(duì)機(jī)組的需求不斷，通過合作生產(chǎn)和引進(jìn)大型機(jī)組的電站有廣西百龍灘、湖南大源渡、廣西貴港、廣東飛來峽。從2000年起到現(xiàn)在，對(duì)大型燈泡貫流式機(jī)組的需求達(dá)到了高潮，更大直徑、更大單機(jī)容量的機(jī)組層出不窮，目前已建和在建的大型燈泡貫流式電站單機(jī)容量在30MW以上的機(jī)組約有100臺(tái)。

2003年投產(chǎn)的青海尼那電站和湖南洪江電站在一年內(nèi)全部順利投產(chǎn)，標(biāo)志著我國(guó)燈泡貫流式機(jī)組的制造能力達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。湖南洪江電站是我國(guó)目前單機(jī)容量最大（45MW），應(yīng)用水頭最高（27.3m）的大型燈泡貫流式電站，而且使燈泡貫流式機(jī)組突破了過去最高應(yīng)用水頭不超過25m的界限。廣西梧州長(zhǎng)洲電站（15×42MW、D1=7.5m、由東電設(shè)計(jì)制造四臺(tái)、天津阿爾斯通設(shè)計(jì)制造三臺(tái)、哈電一雙富聯(lián)合設(shè)計(jì)各制造四臺(tái)）是目前世界裝機(jī)容量最大（630MW）、裝機(jī)臺(tái)數(shù)最多的大型燈泡貫流式電站。廣西橋鞏電站裝機(jī)八臺(tái)，單機(jī)容量達(dá)到60MW。

通過我國(guó)近20多年來對(duì)燈泡貫流式電站的開發(fā)，從發(fā)展趨勢(shì)來看，容量越做越大，從10MW至45MW并將開發(fā)60MW，直徑也越做越大，從5.5m至7.5m，但水頭有可能是向兩頭延伸。原來業(yè)界普遍認(rèn)為燈泡貫流式機(jī)組的合理應(yīng)用水頭為5～25m，但從現(xiàn)在的發(fā)展趨勢(shì)看，不僅在高水頭段有突破，湖南洪江電站最高應(yīng)用水頭已達(dá)27.3m，出現(xiàn)大容量、小轉(zhuǎn)輪直徑、高轉(zhuǎn)速的燈泡貫流式機(jī)組，從經(jīng)濟(jì)上考慮，是最為經(jīng)濟(jì)的。在低水頭段也有突破，出現(xiàn)了眾多應(yīng)用水頭只有3～5m的電站，出現(xiàn)了大轉(zhuǎn)輪直徑、小容量、低轉(zhuǎn)速的燈泡貫流式機(jī)組（如某個(gè)電站單機(jī)容量8MW，轉(zhuǎn)輪直徑已達(dá)6.0m，轉(zhuǎn)速68.2r/min）。（完）

（國(guó)家能源局能源節(jié)約和科技裝備司）